[发明专利]一种TiN、TiC、TiCN粉体的制备系统及制备方法

权利要求书

1.一种TiN、TiC、TiCN粉体的制备系统，其特征在于，所述系统包括：粉体加料装置(1)、TiCl₄蒸发装置(2)、加热装置(2-1)、预反应流化床(3)、第一旋风分离装置(4)、第一高温除尘装置(5)、粉体合成流化床装置(6)、第二旋风分离装置(7)、第二高温除尘装置(8)、第一水冷装置(9)、粉体收集装置(10)、第二水冷装置(11)、TiCl₄回收装置(12)、尾气处理装置(13)；

所述粉体加料装置(1)底部进气口与惰性气体管道通过气阀和管道相连接；所述粉体加料装置(1)底部出料口与所述预反应流化床(3)底部的进料口通过料阀和管道相连接；

所述TiCl₄蒸发装置(2)配有所述加热装置(2-1)；所述TiCl₄蒸发装置(2)的进气口与惰性气体管道通过气阀和管道相连接；所述TiCl₄蒸发装置(2)的排气口与所述预反应流化床(3)底部进气口通过管道相连接；

所述预反应流化床(3)底部进气口与惰性气体管道通过气阀和管道相连接；所述预反应流化床(3)上部排气口与所述第一旋风分离装置(4)上部的进气口通过管道相连接；所述预反应流化床(3)下部的出料口与所述粉体合成流化床装置(6)的进料口通过料阀和管道相连接；

所述第一旋风分离装置(4)底部的出料口与所述粉体合成流化床装置(6)的进料口通过管道相连接；所述第一旋风分离装置(4)顶部的排气口与所述第一高温除尘装置(5)进气口通过管道相连接；所述第一高温除尘装置(5)中排料口与所述粉体合成流化床装置(6)的进料口通过管道相连接；

所述粉体合成流化床装置(6)底部的进气口与氢气管道、惰性气体管道、氮源气体管道、碳源气体管道通过气阀和管道相连接；所述粉体合成流化床装置(6)顶部的排气口与所述第二旋风分离装置(7)上部的进气口通过管道相连接；所述粉体合成流化床装置(6)的排料口与所述粉体收集装置(10)的进料口通过料阀和管道相连接；

所述第二旋风分离装置(7)顶部的排气口与所述第二高温除尘装置(8)的进气口通过管道相连接；所述第二旋风分离装置(7)底部的排料口与所述粉体收集装置(10)的进料口通过管道相连接；

所述第二高温除尘装置(8)的排料口与所述第一水冷装置(9)的进料口通过管道相连接；所述第二高温除尘装置(8)的排气口与尾气处理装置(13)进气口通过管道相连接；所述第一水冷装置(9)的排料口与所述粉体收集装置(10)的进料口通过管道相连接；所述第一水冷装置(9)有循环冷却水进出口；

所述第二水冷装置(11)进气口与所述第一高温除尘装置(5)排气口通过管道相连接；所述第二水冷装置(11)排料口与所述TiCl₄回收装置(12)的进料口相连接；所述第二水冷装置(11)排气口与所述尾气处理装置(13)进气口通过管道相连接；所述第二水冷装置(11)有循环冷却水进出口。

2.一种基于权利要求1所述TiN、TiC、TiCN粉体的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

含钛粉体在所述粉体加料装置(1)中经过惰性气体的清洗后，通过料阀输送到所述预反应流化床(3)中；惰性气体通过所述TiCl₄蒸发装置(2)把气态TiCl₄载入所述预反应流化床(3)中；所述预反应流化床(3)底部进入的惰性气体使含钛粉体维持流化状态，并预反应得到预反应产物粉体；预反应产物粉体通过所述预反应流化床(3)的排料口、所述第一旋风分离装置(4)的排料口以及所述第一高温除尘装置(5)的排料口进入所述粉体合成流化床装置(6)；在所述粉体合成流化床装置(6)中，预反应产物粉体与氢气、氮源气体、碳源气体反应合成TiN、TiC、TiCN粉体，TiN、TiC、TiCN粉体经所述粉体合成流化床装置(6)的排料口、所述第二旋风分离装置(7)底部的排料口以及所述第一水冷装置(9)的排料口进入所述粉体收集装置(10)；

所述第一高温除尘装置(5)中的尾气进入所述第二水冷装置(11)，尾气中的气态TiCl₄经过水冷后变成液态TiCl₄进入所述TiCl₄回收装置(12)实现TiCl₄回收再利用；所述第二高温除尘装置(8)以及所述第二水冷装置(11)排出的尾气进入所述尾气处理装置(13)进行处理。